纺织品的阻燃机理及方法(2008-08-01 12:32:31)转载▼标签：阻燃剂阻燃纤维纺织品的阻燃按生产过程及阻燃剂的引入方法大致分为纤维的阻燃处理和织物的阻燃整理两类。
2 1 纤维的阻燃处理2 1 1 阻燃机理纤维的阻燃处理是对一些本身是可燃的原丝(如涤纶、棉纶、腈纶)加入某种阻燃剂，使其抑制燃烧过程中的游离基；或是改变纤维的热分解过程，促进脱水炭化；有些则是使阻燃剂分解释放出不燃气体覆盖在纤维表面，起隔绝空气作用。
2 1 2 阻燃处理方法1 提高成纤高聚物的热稳定性(1)在成纤高聚物的大分子链中引入芳环或芳杂环，增加分子链的刚性、大分子链的密集程度和内聚力，然后将这种高热稳定性的高聚物用湿法纺丝制成纤维。
(2)通过纤维中线形大分子链间交联反应变成三维交联结构，阻止碳链断裂，成为不收缩，不熔融的阻燃性纤维。
(3)将纤维在200-300℃的空气氧化炉中停留几十分钟或数小时使纤维大分子受热后发生炭化，成为具有阻燃性的纤维。
2 原丝阻燃改性(1)共聚法：在成纤高聚物的合成过程中，把含有磷、卤、硫等阻燃元素的化合物作为共聚单体(反应型阻燃剂)引入到大分子链中，再把这种阻燃性强的物质加到纤维中。
(2)共混法：与共聚法同属原丝改性，是将阻燃剂加入纺丝熔体或纺制阻燃纤维的方法。
(3)接枝改性：用放射热、高能的电子束或化学引发剂使纤维(或织物)与乙烯基型的阻燃单体发生接枝共聚，是获得有效而持久的阻燃改性方法。
接枝阻燃改性纤维的阻燃性与接枝单体中阻燃元素的种类及接枝部位有关，接枝部位对阻燃效果的影响次序为：芯部接枝>均匀接枝>表面接枝。
2 2 织物的阻燃整理2 2 1 阻燃机理1 覆盖层理论：阻燃剂在高温下能形成玻璃状或稳定泡沫覆盖层，具有隔热、隔氧、阻止可燃气体向外逸出，起到阻燃作用。
2 不燃气体理论：阻燃剂受热分解出不燃气体，将纤维素分解出来的可燃气体浓度冲淡到燃烧下限以下。
3 吸热理论：阻燃剂在高温下，发生吸热反应，降低温度阻止燃烧蔓延。
此外，织物整理后能将热量迅速传出，致使纤维素达不到着火燃烧的温度。
4 化学反应论(催化脱水论)：阻燃剂在高温下，作为路易斯酸与纤维素发生反应，使纤维催化脱水炭化，减少可燃气体的产生。
2 2 2 阻燃整理方法1 浸轧焙烘法：阻燃整理工艺中应用最广的一种工艺。
工艺流程为浸轧-预烘-焙烘-后处理。
浸轧液一般由阻燃剂、催化剂、树脂、润湿剂和柔软剂组成，配制成水溶液或乳液进行整理。
2 浸渍-烘燥法：又称吸尽法。
是将织物在阻燃液中浸渍一定时间后，再干燥焙烘使阻燃液被纤维聚合体吸收。
3 有机溶剂法：该法是使用非水溶性的阻燃剂，其优点是阻燃整理时的能耗低。
但在实际操作中，要注意溶剂的毒性和燃烧性。
4 涂布法：将阻燃剂混入树脂内，靠树脂的粘合作用使阻燃剂固着在织物上。
根据机械设备的不同分为刮刀涂布法和浇铸涂布法。
3 纺织品常用阻燃剂3 1 按所含阻燃元素分类1 含卤阻燃剂：热解过程中，分解出捕获传递燃烧自由基的X·及HX，HX能稀释纤维裂解时产生的可燃气体，或隔断与空气的接触。
2 含磷阻燃剂：燃烧过程中产生磷酸酐或磷酸，促使纺织品脱水炭化，阻止或减少可燃气体产生。
此外，磷酸酐在热解时形成类似玻璃状的熔融物覆盖在织物上，促使其氧化生成二氧化碳，起到阻燃作用。
3 含氮阻燃剂：氮的化合物能和纤维素作用，促进交链成炭，降低织物的分解温度，产生的不燃气体，起到稀释可燃气体的作用。
3 2 按阻燃织物的耐久程度分类1 非耐久性阻燃整理剂：暂时性阻燃整理剂。
大部分为水溶性(或乳液)的无机盐。
处理时先将阻燃剂溶于水，织物经浸渍烘干即可使用；也有二浴浸轧的，第二浴用氨水或纯碱，使金属氧化物沉积在织物上。
该法工艺简单，价格较低，但织物的手感较差，洗涤后阻燃效果大幅度下降。
2 半耐久性阻燃整理剂：其阻燃产品能耐1-10次温和洗涤，但不耐高温皂洗。
该法有尿素-磷酸法(通常称Banflam法)、磷酸尿酯法、磷酸铵-羟甲基氰铵-甲醋混合溶液法。
3 耐久性阻燃整理剂：采用化学法在纤维内部表面进行聚合或缩合反应，形成不溶于水的聚合物，一般要求耐洗程度30次以上。
该法主要有汽巴(CP)法和Proban法。
CP法由瑞士汽巴-嘉基公司创造，该法加工工艺容易实施，阻燃效果显著，缺点是织物强力损失较大，对服饰性能影响较大；Prban法由英国奥布赖-威尔逊有限公司创造，该法整理的织物，阻燃效果好，特别是处理后织物的手感与强力保持是任何其他整理方法所不可比拟的，但此法危险性较大，环境污染严重，推广受到限制。
4 我国纺织品的阻燃现状我国纺织品阻燃技术的研究较欧美等国家起步晚，50年代才开展这一方面的研究，首先是从纯绵织物不耐洗阻燃入手。
60年代，开始研制耐洗的纯棉阻燃织物。
70年代，随着合成技术的发展，纺织品种从纯绵纺织品扩大到混纺纤维，合成纤维，纺织品的阻燃也从纯棉纺织品的阻燃进入难度更大的混纺和合成纤维的阻燃，开发了可用于混纺纤维和合成纤维的阻燃剂。
80年代，我国对纺织品阻燃研究进入了较快、较全面、较系统的发展，除纺织部门的研究单位和生产企业外，许多大专院校、科研单位和其它产业部门，同纺织部门一道，开展了纺织阻燃技术的研究，联合开发了许多适合于纯棉及化纤织物的阻燃剂及阻燃处理技术。
目前阻燃技术的发展主要表现在以下几个方面：4 1 阻燃技术研究近年来，我国在纺织品阻燃技术的研究方面取得了较大进展。
中国纺织科学研究院先后研制成功了丙纶阻燃母粒、抗燃烧抗静电复合溶料、安全无毒的毛粘混纺阻燃产品等科研成果；上海纺织科学研究院也先后研制和开发了酚醛纤维、聚酰亚胺纤维、芳砜纶纤维、阻燃粘胶纤维、耐热纤维等阻燃纺织品；上海合成纤维研究所、上海纺织研究院、中国纺织大学和山西煤化所、山西纺织研究院承担的攻关项目"预氧丝阻燃织物的配制"通过鉴定；中国纺织大学研究的高阻燃粘胶纤维及其混纺织物，氧指数(LOI)达45-50；陕西省纺织科学研究所先后完成了"防火、防水、防雾棉盖布整理工艺研究"、"防火棉布整理工艺研究"、"白磷-烧碱法防火剂的研究"、"维纶防火盖布的研究"、"涤棉混纺织物阻燃抗熔整理及阻燃剂SF-28合成"、"防火、防水消防战斗服(面料)研究"、"纯棉多功能贴墙布"、"纯棉二纺帆布及阻燃提花家具布"、"涤棉混纺织物阻燃产品开发"、"涤纶阻燃缝纫线研制"、"棉布C55/T45涤棉线阻燃整理"、"羊毛纺织品阻燃整理技术"等科研项目；辽宁抚顺阻燃集团研制成功的抗强酸、耐腐蚀、抗氧化、耐虫蛀、防静电、不易磨损等一系列优良性能，且长久使用或经多次熨烫、日晒水洗，性能仍然不变的永久性阻燃纤维及其系列织物已开始全面上市，使我国成为世界上少数可以生产永久性阻燃产品的国家。
此外，我国研制成功的以回收聚酯废料瓶为主要原料，添加阻燃母粒共混纺丝，生产的阻燃短纤维，用作地毯、墙布等非织造布的原料，因价格低廉，原料充足，具有广阔的市场前景和良好的社会效益；大连华阳与日本材田嫁接设备应用瑞士公司生产的T20型减量注射器，开发的母粒注射染色法，为有色阻燃织物开拓了极为广阔的前景。
4 2 阻燃剂研究目前，我国已开发研制出一系列品种齐全、性能优异的新型阻燃剂。
北京福姆斯有限公司生产的"驱火神"织物阻燃剂可用于棉麻等天然纤维素织物、毛呢丝绒、腈纶、涤纶、维纶等化纤制品及由上述纤维混纺的各类织物制品。
北京昊天助剂厂的BR-1型阻燃剂，是涤纶织物阻燃整理剂，与日本阻燃剂TS-1属同类产品，广泛用于涤纶及涤棉交织纺织品(包括针织品、机织品)的阻燃整理，也可用于地毯等；BR-2型阻燃剂是溴系有机化合物及锑化合物的复配产品，产品在使用过程中在织物上有加白的作用；FR-45型阻燃剂又称聚磷酸铵，用于纤维处理(棉纤维、醋酸纤维、粘胶纤维、聚酯纤维、涤棉纤维、锦纶等)，氧指数可达31以上；PFE-1型阻燃剂由Br\,P\,Sb\,N多种元素组成，处理时浸喷均可，适用于毛麻棉织物、涤纶以及混纺交织品的阻燃处理，氧指数达50以上；FR-WA、WB型阻燃剂，是由F、Ti\,Br等多种化合物经化学反应与混配而成，低毒高效，用于纯毛、纯白织物、地毯的阻燃整理，氧指数达32以上。
天津市合成材料工业研究所的FR-PG-PG-842高效阻燃剂，是以氮-磷为基础的水溶性阻燃剂，并含有阻燃增效剂、渗透剂等，适用于天然纤维和合成纤维，如化纤织物、麻织物、毛织物、丝织物，并可用于牛皮纸及壁纸，处理后的阻燃装饰布，氧指数可达30以上；PRPG-888阻燃剂是以无机聚合物为主剂并含有阻燃增效剂、渗透剂、稳定剂等多组份复合而成，可用于任何具有吸收性的织物，如棉布、化纤织物、麻织物、地毯、窗帘、装饰布、无纺布，对木材、壁纸、墙纸等也有优良效果；FR-FT高效阻燃剂，使用多种含磷、含氮及含其它阻燃元素的化合物，通过化学反应导入具有特定极性官能团的高分子短键，使阻燃剂分子键合在棉纺织品的纤维素分子上或键合在化纤、合纤的大分子上，同时对高分子进行缠绕和包裹。
因此，广泛用于由棉、棉涤、羊毛、人造纤维和大多数合成纤维制成的各种窗帘、沙发面料、壁布、幕布、帷幕等装饰纺织品阻燃处理或阻燃后处理。
此外，吉林吉化集团公司研究所、山西省化纤所、辽宁省化工研究所也开发研制了一系列纺织品用阻燃剂。
我国开发研制的纺织品用阻燃剂如纯棉耐久性TLC-512、CFR-201，相当于瑞士PyrovatexCP；纯棉耐久性阻燃剂THP相当于英国的Albright&Wilson Proban；纯涤棉阻燃剂FRC-1相当于美国的Mobil公司的Antiblaze19和19T。
4 3 纺织阻燃产品研究纺织阻燃产品研究是纺织阻燃技术发展的一个重要标志。
我国在科研试制及投入工业化生产方面都取得了可喜成果。
北京制呢厂生产的"兰羽牌"纬编涤纶阻燃装饰呢，是高级系列阻燃产品，经国家有关检测中心及国际羊毛局英国检测中心检测，其阻燃性能及烟雾和毒性物，均符合标准的技术要求，产品花色品种丰富，适用于飞机、船舶、汽车内饰材料，也适于高级宾馆、饭店、写字楼、会议厅等高层建筑内装修用；天津市仁立毛纺厂生产?quot;天马牌"阻燃装饰布1986年已用于民航用装饰材料；燕山石化公司的燕山牌丙纶阻燃地毯，具有耐磨损、防起毛、耐酸碱、防虫蛀、防霉、弹性好、强度高等性能外，还具有耐老化、阻燃性好、抗静电等优点；周口店壁纸厂的"金巢牌"高级阻燃布基壁纸，能有效地阻隔火、烟对墙面的燃烧，氧指数可达30；公共安全专家部四川科研所经过两年多的研究，成功研制出阻燃效果理想、物理性能良好的耐久性阻燃棉装饰织物，皂洗五十次后，阻燃效果不变，氧指数大于32，手感好，各项指标达到GB8624-1997难燃材料B 1级(窗帘幕布类纺织物材料)的规定，该所研究出的耐久性阻燃涤纶装饰织物，皂洗五十次，阻燃效果不变，氧指数大于42，手感好，各项指标达到了GB8624-1997难燃材料B 1级(窗帘幕布类纺织物材料)的规定，达到了国内外同类产品的先进水平。